JPH11299254A

JPH11299254A - 圧電トランスインバータ

Info

Publication number: JPH11299254A
Application number: JP10121817A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Toshinari; 恭治俊成
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-10-29

Abstract

(57)【要約】【課題】広い調光範囲を実現するバースト調光方式の
蛍光管点灯装置において、複雑な制御方式による回路の
大規模化を改善し、その小型化とコストダウンを図る。【解決手段】発振回路４により駆動回路５を圧電トラ
ンス６の共振周波数近傍の周波数で発振させ、駆動回路
５により直流入力電源電圧を交流電圧に変換して圧電ト
ランス６を駆動し、圧電トランス６で昇圧した交流電圧
を蛍光管１１に印加して蛍光管１１を点灯させる。ここ
で、発振回路４の発振周波数は、周波数固定回路８によ
り一定周波数に保持されている。また、ＰＷＭインバー
タ制御回路２は、駆動回路５に入力する直流電圧を駆動
回路５の駆動周波数よりも高い周波数でパルス幅変調制
御することによって、バースト調光制御回路３へ供給す
る直流電圧を一定値に維持する。バースト調光制御回路
３は、駆動回路５に入力する直流電圧を駆動回路５の駆
動周波数よりも低い周波数で間欠的にオフし、蛍光管１
１の輝度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電トランスインバ
ータに関する。例えば、圧電トランスを駆動して、液晶
ディスプレイ用のバックライト等に使用される蛍光管を
点灯制御するために用いられる圧電トランスインバータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノートパソコンなどの携帯用情報
処理機器のディスプレイ装置として、バックライト付き
液晶ディスプレイが一般的に使用されている。このバッ
クライトの光源としては、冷陰極管等の蛍光管が用いら
れている。蛍光管を点灯させるには高圧の交流電圧を印
加する必要があり、またノートパソコンなどの携帯用情
報処理機器の入力電源としては、バッテリーとＡＣアダ
プターの併用が一般的である。それゆえ、このようなバ
ックライトには、入力電源から供給される低電圧の直流
電圧を蛍光管が点灯可能な高圧の交流電圧に変換するＤ
Ｃ／ＡＣインバータなどの蛍光管点灯装置が必要とな
る。

【０００３】携帯用情報処理機器のうち車載用モニタな
どでは、周囲の明るさが大きく変化することなどを理由
に、液晶ディスプレイの輝度に対して調光範囲１０〜１
００％などの広い調光範囲が要求される場合がある。蛍
光管の輝度は管電流にほぼ比例するが、蛍光管の管電流
保証範囲は１０〜１００％まで広くないことがある。例
えば、１０インチクラスの液晶ディスプレイによく使用
されている、長さ２５０ｍｍ、直径２.６ｍｍ程度の冷
陰極管では、メーカーの保証している管電流値は、２〜
６ｍＡ_rms（rmsは、root-mean-square値を示す）などと
なっている。この場合、１０〜１００％の調光範囲を実
現しようとすると０.６〜６ｍＡ_rmsなどの管電流値にし
なければならず、保証管電流値を大きく下回る。従っ
て、管電流値を連続的に制御する方法では、１０〜１０
０％という広い調光範囲を実現するには限界がある。

【０００４】これを解決する方法としては、蛍光管に交
流電流を流している間は管電流を最大（例えば、６ｍＡ
_rms）にし、圧電トランスを駆動する周波数よりも低い
周波数（例えば、３００Ｈｚ）で入力電源電圧を断続さ
せ、そのデューティー比（オンデューティー）Ｔon／
（Ｔon＋Ｔoff）［ただし、Ｔonは入力電源電圧のオン
時間、Ｔoffは入力電源電圧のオフ時間］を制御するこ
とにより、管電流の平均値を制御して広い調光範囲を実
現するバースト調光方式の圧電トランスインバータがあ
る。例えば、バースト調光回路のデューティー比が１０
０％のとき管電流は最大値６ｍＡ_rmsとなるようにし、
ついでデューティー比を１０％に絞ると、蛍光管に流れ
る平均電流は０.６ｍＡ_rmsになる。また、入力電源電圧
がオンの期間は管電流が６ｍＡ_rmsであり、オフの期間
は管電流が０ｍＡ_rmsであるから、蛍光管の保証電流値
の範囲２〜６ｍＡ_rmsに納まっている。つまり、このよ
うなバースト調光方式の圧電トランスインバータを用い
れば、蛍光管の保証電流値を満足しながら調光範囲１０
〜１００％などの広い調光範囲を実現できる。

【０００５】（第１の従来例）このようなバースト調光
方式を用いた圧電トランスインバータとしては、特開平
８−１０７６７８号公報に開示されたものがある。この
圧電トランスインバータ５１は、図８に示すように構成
されており、駆動回路５２から圧電トランス５３の一次
電極５４に印加された交流電圧（駆動電圧）を圧電トラ
ンス５３で昇圧し、圧電トランス５３の出力電圧を二次
電極５５から蛍光管（負荷）５６に印加する。負荷電流
比較回路５７は、蛍光管５６に流れた管電流を電流／電
圧変換した上で、変換後の電圧と基準電圧Ｖrefとを比
較する。周波数掃引発振器５８は、負荷電流比較回路５
７による比較結果に応じて周波数掃引方向を決定する。
すなわち、周波数掃引発振器５８は、比較結果が正の場
合には、周波数を減少させる方向に掃引し、比較結果が
負の場合には、周波数を増加させる方向に掃引する。駆
動回路５２は、直流の入力電源電圧を駆動電圧に変換し
て圧電トランス５３の一次電極５４に印加するものであ
って、周波数掃引発振器５８からの掃引周波数信号を圧
電トランス５３の駆動に必要な波形に増幅して圧電トラ
ンス５３を駆動する。圧電トランス５３の出力電圧は駆
動周波数によって変化するから、蛍光管５６に流れる管
電流は、基準電圧Ｖrefに対応する負荷電流値の近傍に
制御される。よって、基準電圧Ｖrefの値を適当に設定
してあれば、負荷電流比較回路５７と周波数掃引発振器
５８の働きで、入力電源電圧の変動に応じて駆動周波数
が変化し、それによって圧電トランス５３の昇圧比を調
整し、蛍光管５６に流れる電流がその保証電流範囲の例
えば最大値となるように制御する。

【０００６】さらに、時分割駆動制御回路５９は、圧電
トランス５３の駆動周波数に対して１００分の１以下の
低い周波数で、デューティー制御電圧Ｖdutyに従ってデ
ューティー比が制御された出力信号を発生する。そし
て、周波数掃引発振器５８は、時分割駆動制御回路５９
からの駆動停止信号により、周波数掃引を停止し、ま
た、駆動回路５２は、時分割駆動制御回路５９からの駆
動停止信号により、圧電トランス５３へ出力する駆動電
圧を一時停止する。従って、デューティー制御電圧Ｖdu
tyを調整することによって平均管電流を制御し、広い調
光範囲を実現することができる。

【０００７】上記のような構成の圧電トランスインバー
タ５１によれば、負荷電流比較回路５７と周波数掃引発
振器５８の働きで周波数制御により所定の管電流に設定
した後、時分割駆動制御回路５９の働きでバースト調光
により所望の輝度を得ることができる。しかしながら、
このような圧電トランスインバータ５１では、駆動回路
５２に加えられる入力電源電圧が高いときに効率が低下
するという問題があった。

【０００８】（第２の従来例）そこで、特開平９−１０
７６８４号公報に開示されているバースト調光方式の圧
電トランスインバータでは、周波数制御回路と駆動電圧
制御回路を設けることにより、入力電源電圧の変動が生
じても所望の平均電圧に安定化されるようにしており、
入力電源電圧が高いときの効率低下を改善している。

【０００９】すなわち、この圧電トランスインバータ６
１は、図９に示すように、蛍光管６２に電圧を印加する
圧電トランス６３と、圧電トランス６３の二次電極６６
から蛍光管６２に流される電流を検出し、これを所定値
に保持する為に圧電トランス６３の駆動周波数を制御す
る周波数制御回路６４と、直流入力電源電圧Ｖ_DDから周
波数制御回路６４によって作られた駆動周波数の交流電
圧を発生させて圧電トランス６３の一次電極６５に印加
する昇圧回路６７と、直流入力電源電圧Ｖ_DDが変化して
も圧電トランス６３に印加される駆動電圧が所定の平均
電圧となるように制御するための駆動電圧制御回路６８
と、蛍光管６２に流れる平均管電流をＰＷＭ制御するた
めの調光回路６９とから構成されている。

【００１０】この圧電トランスインバータ６１では、入
力電源電圧Ｖ_DDの変動する範囲が広い場合でも、駆動電
圧制御回路６８及び周波数制御回路６４により所望の平
均電圧に安定化することにより、圧電トランス６３の共
振周波数に近いところで動作させている。また、調光回
路６９によって効率をほとんど低下させずにバースト調
光を可能にしている。

【００１１】しかしながら、この圧電トランスインバー
タ６１では、入力電源電圧Ｖ_DDが変動しても所望の平均
電圧に安定化させるための構成が複雑となっており、圧
電トランスインバータ６１の制御方法も複雑になってい
る。すなわち、駆動電圧制御回路６８のオン時には周波
数制御によって所定の管電流に設定し、オフ時にはオン
時の周波数にロックすることにより、管電流を所定の値
に制御しているので、電流電圧変換回路７０、整流回路
７１、比較器７２，７５、リセット積分回路ホールド７
３、ＶＣＯ（電圧制御発振器）７４等からなる複雑な構
成の周波数制御回路６４を必要とした。また、昇圧回路
６７で分周回路７６も必要になるので、特殊なＩＣを必
要としていた。そのため、圧電トランスインバータ６１
の形状が大きくなり、コストも高くつくという問題があ
った。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、広い調光範囲を実現するバースト調光方式の蛍
光管点灯装置において、複雑な制御方式による回路の大
規模化を改善し、その小型化とコストダウンを図ること
にある。

【００１３】

【発明の開示】請求項１に記載した圧電トランスインバ
ータは、直流電圧を交流電圧に変換して圧電トランスを
駆動する駆動回路と、前記駆動回路を発振させる発振回
路と、一次側から入力した交流電圧を二次側へ出力して
負荷に印加するための圧電トランスと、前記駆動回路に
入力する直流電圧を駆動回路の発振周波数よりも低い周
波数で間欠的にオフにする平均電圧調整回路とを備えた
圧電トランスインバータにおいて、前記駆動回路に入力
する直流電圧を前記駆動回路の発振周波数よりも高い周
波数でパルス幅変調制御することによって、前記平均電
圧調整回路がオン時の平均電圧を一定に保持する電圧制
御手段を備え、前記発振回路は発振周波数が固定されて
いることを特徴としている。

【００１４】この圧電トランスインバータによれば、入
力電源電圧が変動しても電圧制御手段によって入力電源
電圧を一定に保つことができる。しかも、電圧制御手段
は、駆動回路に入力する直流電圧を駆動回路の発振周波
数よりも高い周波数でパルス幅変調制御することによっ
て、平均電圧調整回路がオン時の平均電圧を一定に保持
しているので、入力電源電圧が高いときでも変換効率が
低下せず、平均電圧調整回路による調整範囲を広くする
ことができる。また、発振回路の発振回路を固定にする
ことができるので、回路構成を簡略化することができ、
回路規模を小型化すると共にコストを安価にすることが
できる。

【００１５】この圧電トランスインバータにおいては、
前記発振回路の発振周波数と前記電圧制御手段により保
持される一定電圧値を、前記平均電圧調整回路のデュー
ティー比が１００％のときの負荷電圧又は負荷電流が許
容最大値となるように設定することにより、最大効率で
交流電圧に変換することができる。

【００１６】請求項３に記載の圧電トランスインバータ
は、直流電圧を交流電圧に変換して圧電トランスを駆動
する駆動回路と、前記駆動回路を発振させる発振回路
と、一次側から入力した交流電圧を二次側へ出力して負
荷に印加するための圧電トランスと、前記駆動回路に入
力する直流電圧を駆動回路の発振周波数よりも低い周波
数で間欠的にオフにする平均電圧調整回路とを備えた圧
電トランスインバータにおいて、前記駆動回路に入力す
る直流電圧を前記駆動回路の発振周波数よりも高い周波
数でパルス幅変調制御することによって、前記平均電圧
調整回路がオン時の平均電圧を一定に保持する電圧制御
回路と、前記圧電トランスの一次側電圧と二次側電圧の
位相差が一定となるように前記発振回路の発振周波数を
制御する位相差一定制御回路とを備えたことを特徴とし
ている。

【００１７】この圧電トランスインバータにあっては、
入力電源電圧が変動しても電圧制御手段によって入力電
源電圧を一定に保つことができる。しかも、電圧制御手
段は、駆動回路に入力する直流電圧を駆動回路の発振周
波数よりも高い周波数でパルス幅変調制御することによ
って、平均電圧調整回路がオン時の平均電圧を一定に保
持しているので、入力電源電圧が高いときでも変換効率
が低下せず、平均電圧調整回路による調整範囲を広くす
ることができる。また、回路構成を簡略化することがで
きるので、回路規模を小型化すると共にコストを安価に
することができる。さらに、位相差一定制御回路によ
り、圧電トランスの一次側電圧と二次側電圧の位相差が
一定となるように発振回路の発振周波数を制御している
ので、負荷の変動によって圧電トランスの共振周波数が
変化する場合でも、圧電トランスインバータの変換効率
を維持することができる。

【００１８】この圧電トランスインバータにおいては、
前記位相差一定制御回路により制御される位相差と前記
電圧制御手段により保持される一定電圧値を、前記平均
電圧調整回路のデューティー比が１００％のときの負荷
電圧又は負荷電流が許容最大値となるように設定するこ
とにより、最大効率で交流電圧に変換することができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は本発明
の一実施形態による蛍光管点灯用の圧電トランスインバ
ータ（以下、蛍光管点灯装置という）１の構成を示す回
路ブロック図である。以下、この実施形態を図面により
説明する。この蛍光管点灯装置１は、ＰＷＭ（パルス幅
変調）インバータ制御回路２、バースト調光制御回路
３、発振回路４、駆動回路５及び圧電トランス６からな
る。ＰＷＭインバータ制御回路２には、バッテリー等の
直流入力電源７が接続されており、ＰＷＭインバータ制
御回路２の出力はバースト調光制御回路３に接続されて
いる。さらに、バースト調光制御回路３の出力は駆動回
路５に接続されている。発振回路４は発振出力の周波数
を一定周波数に固定するための周波数固定回路８を備え
ており、発振回路４の出力も駆動回路５に接続されてい
る。駆動回路５の出力は圧電トランス６の一次電極９に
接続されており、圧電トランス６の二次電極１０は冷陰
極管等の蛍光管１１の一方電極に接続され、蛍光管１１
の他方電極はグランドに接続されている。

【００２０】発振回路４は、一定周波数の発振出力信号
を駆動回路５へ出力しており、周波数固定回路８によっ
て圧電トランス６の共振周波数近傍の発振周波数となる
ように発振周波数を固定されている。ただし、周波数固
定回路８としては特別な回路を必要とするものではな
く、発振回路４の発振周波数を決めるＲＣタンク回路の
抵抗やキャパシタの定数であってもよく、周波数固定回
路８を含む発振回路４が発振周波数固定の発振回路４で
あってもよい。

【００２１】駆動回路５は、直流の入力電源電圧を発振
回路４の発振周波数（すなわち、圧電トランス６の共振
周波数近傍の周波数）の交流電圧に変換して圧電トラン
ス６を駆動する。発振回路４の発振周波数は、周波数固
定回路８によって固定されているから、駆動回路５の駆
動周波数も固定されることになる。圧電トランス６は、
一次電極９に交流電圧を印加されると、周波数で決まる
昇圧比で入力電源電圧を増幅して二次電極１０から蛍光
管１１へ出力し、蛍光管１１を点灯させる。

【００２２】ＰＷＭインバータ制御回路２には入力電源
電圧が入力されており、駆動回路５の駆動周波数よりも
数倍（例えば、４倍程度）高い周波数で出力をオン／オ
フ制御する。よって、ＰＷＭインバータ制御回路２から
は、駆動周波数よりも数倍高い周波数の矩形波電圧が出
力されており、ＰＷＭインバータ制御回路２から出力さ
れる矩形波電圧のデューティー比を制御することによ
り、入力電源電圧が変動してもＰＷＭインバータ制御回
路２からバースト調光制御回路３へ出力される平均出力
電圧が一定値となるようにしている。

【００２３】すなわち、Ｖin：入力電源電圧Ｖ₀：ＰＷＭインバータ制御回路の平均出力電圧（一
定値）Ｔon：ＰＷＭインバータ制御回路のオン時間Ｔoff：ＰＷＭインバータ制御回路のオフ時間とすると、これらの間には、Ｖ₀＝Ｖin×Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff）の関係があるから、入力電源電圧Ｖinが変動してもそれ
に応じてデューティー比を次式のように決めれば、平均
出力電圧Ｖ₀を一定に保つことができる。Ｔon／（Ｔon＋Ｔoff）＝Ｖ₀／Ｖin

【００２４】具体的にいうと、駆動回路５の駆動周波数
が例えば６０ｋＨｚであるとすると、ＰＷＭインバータ
制御回路２のオン／オフ動作の周波数は２４０ｋＨｚ程
度に設定される。そして、図２（ａ）のように入力電源
電圧Ｖinが大きい場合には比較的小さなデューティー比
でＰＷＭインバータ制御回路２を駆動し、図２（ｂ）の
ように入力電源電圧Ｖinが小さい場合には比較的大きな
デューティー比でＰＷＭインバータ制御回路２をくづ
し、入力電源電圧Ｖinにかかわらず平均出力電圧Ｖ0を
一定値に維持する。

【００２５】バースト調光制御回路３は、駆動回路５の
駆動周波数よりも低い周波数（例えば、駆動周波数６０
ｋＨｚに対して３００Ｈｚ）で、ＰＷＭインバータ制御
回路２によって発生した矩形波電圧をオン／オフ制御す
ることにより、蛍光管１１の輝度を制御（調光）させ
る。例えば、蛍光管１１の輝度を高くしたい場合には、
図３（ａ）に示すように、バースト調光制御回路３のデ
ューティー比を大きくし、蛍光管１１の輝度を低くした
い場合には、図３（ｂ）のようにバースト調光制御回路
３のデューティー比を小さくする。

【００２６】駆動回路５は、図４に示すように、発振回
路４からの出力信号により、ＰＷＭインバータ制御回路
２及びバースト調光制御回路３から供給される断続した
矩形波電圧を圧電トランス６の共振周波数に近い周波数
の正弦波に変換し、圧電トランス６を駆動する。ここ
で、バースト調光制御回路３のデューティー比が１００
％の時の管電流は、インバータ仕様の管電流値の最大値
（調光最大時の管電流値）となるよう、ＰＷＭインバー
タ制御回路２の平均出力電圧と発振回路４の周波数（駆
動周波数）を設定されている。すなわち、この蛍光管駆
動装置にあっては、駆動回路５の駆動周波数を圧電トラ
ンス６の最大効率周波数に設定し、管電流が最大値にな
るようにＰＷＭインバータ制御回路２の平均出力電圧を
設定する。こうして設定されると、ＰＷＭインバータ制
御回路２によって入力電源電圧が変動しても管電流が一
定になるように制御され、バースト調光制御回路３によ
り管電流の平均値が調整され、蛍光管１１が輝度調整さ
れる。

【００２７】図５は、上記蛍光管点灯装置１の一具体化
構成例の回路ブロック図である。この回路ブロック図で
は、入力電源７と駆動回路５の間にトランジスタ１２と
フライホイールダイオード１３（又は、同期整流用トラ
ンジスタでもよい）を接続している。また、ＰＷＭイン
バータ制御回路２とバースト調光制御回路３の出力をミ
キシング回路１４で合成し、ミキシング回路１４から出
力される合成波形でトランジスタ１２を駆動することに
より、図１のように入力電源７から駆動回路５へ入力さ
れる信号をバースト調光制御回路３とＰＷＭインバータ
制御回路２で制御している。また、入力電源電圧はＤ／
Ｄコンバータ１５を介してＰＷＭインバータ制御回路２
に入力されており、ＰＷＭインバータ制御回路２は、Ｄ
／Ｄコンバータ１５の出力を監視しながらＰＷＭインバ
ータ制御回路２（図１）の出力が一定の平均出力電圧と
なるようにデューティー比をフィードバック制御してい
る。よって、ＰＷＭインバータ制御回路２は、Ｄ／Ｄコ
ンバータ１５の機能を用いて図１のＰＷＭインバータ制
御回路２の機能を実現しており、バースト調光制御回路
３とＰＷＭインバータ制御回路２の出力をミキシング回
路１４で合成し、ミキシング回路１４の出力信号でトラ
ンジスタ１２を駆動することにより、図１のバースト調
光制御回路３とＰＷＭインバータ制御回路２の機能を実
現している。

【００２８】また、駆動回路５は、コイル１６，１７と
トランジスタ１８，１９をそれぞれ１個ずつ圧電トラン
ス６の一次電極９に接続した両波駆動回路となってお
り、バースト調光制御回路３がオンの期間では、駆動回
路５の出力が正弦波に近い波形となり、圧電トランス６
を効率良く駆動する。

【００２９】しかして、図１又は図５に示した蛍光管点
灯装置１にあっては、入力電源電圧が高い場合でも効率
が低下しにくく、１０〜１００％などの広い調光範囲を
実現することができる。さらに、ＰＷＭインバータ制御
回路２で駆動周波数よりも高い周波数で入力電源電圧を
オン／オフ制御することによって入力電源電圧を一定に
維持しているので、発振回路４の発振周波数（駆動周波
数）を固定値にすることができ、回路構成を簡略化する
ことができる。しかも、駆動周波数固定であるから、図
９に示した圧電トランスインバータ６１のように複雑な
構成の周波数制御回路が必要なく、回路規模を小型化で
きると共に大幅なコストダウンが可能になる。また、駆
動回路５では分周回路を必要としないので、発振回路４
に特殊なＩＣが不要となり、コストダウンできる。

【００３０】（第２の実施形態）図６は本発明の別な実
施形態による蛍光管点灯装置２１の構成を示す回路ブロ
ック図である。この実施形態は、周波数制御方式に本発
明を適用したものである。蛍光管１１が点灯する前（軽
負荷時）の出力特性と、点灯した後（重負荷時）の出力
特性では、圧電トランス６の共振周波数が異なることが
ある。この場合、第１の実施形態のように駆動周波数固
定方式とし、駆動周波数を点灯前の共振周波数に一致さ
せていると、蛍光管１１点灯後には駆動周波数が共振周
波数から大きくずれ、変換効率が低下することになる。
しかし、蛍光管点灯の前後を問わず、圧電トランス６の
一次電極９側と二次電極１０側の電圧の位相差は共振周
波数で−９０°になる。そこで、この実施形態では、蛍
光管１１が点灯する前と点灯した後とでは、いずれも駆
動周波数が共振周波数近傍となるように発振回路４を周
波数固定となるようにしているが、蛍光管１１が点灯す
る前後で位相差を一定に保つことによって蛍光管１１が
点灯する前も後も高い変換効率を保つようにしている。

【００３１】この図６の実施形態と図１の実施形態とを
比較すると、図１の実施形態では周波数固定回路８によ
り発振回路４の周波数を固定していたのに対し、図６の
実施形態では、位相差一定制御回路２２により、圧電ト
ランス６の一次電極９側と二次電極１０側の電圧の位相
差が約−９０°となるように発振回路４の周波数を制御
している。具体的には、バースト調光制御回路３のデュ
ーティー比が１００％の時の管電流がインバータ仕様の
管電流値の最大値（調光最大時の管電流値）となるよ
う、ＰＷＭインバータ制御回路２の平均出力電圧と位相
差一定制御回路２２の位相差目標値を設定されている。
すなわち、この蛍光管点灯装置２１にあっては、位相差
一定制御回路２２の目標位相差を圧電トランス６の最大
効率位相差（約−９０°）に設定し、管電流が最大値に
なるようにＰＷＭインバータ制御回路２の平均出力電圧
を設定する。こうして設定されると、位相差一定制御回
路２２は、バースト調光制御回路３がオン時には、圧電
トランス６の一次電極９側と二次電極１０側の電圧の位
相差を圧電トランス６の変換効率が最大効率となるよう
に制御し、バースト調光制御回路３がオフ時には、オン
時の位相差をロックしてオン時の位相差を保つように動
作する。

【００３２】しかして、位相差一定制御回路２２によ
り、圧電トランス６の一次電極９側と二次電極１０側の
電圧の位相差が一定（約−９０°）となるように発振回
路４の周波数を制御することにより、蛍光管１１の点灯
動作時には圧電トランス６の共振周波数の変化に追従し
て発振回路４の周波数も変化する。

【００３３】図７は、上記蛍光管点灯装置２１の一具体
化構成例の回路ブロック図である。この回路ブロック図
では、圧電トランス６の一次電極９側の電圧と二次電極
１０側の電圧を位相差一定制御回路２２へ入力し、両電
圧の位相差が目標値となるように発振回路４の周波数を
フィードバック制御している。

【００３４】また、この実施形態では、ＰＷＭインバー
タ制御回路２、バースト調光制御回路３及び位相差一定
制御回路２２の組合わせにより、駆動回路５に入力する
平均電圧を一定化できるので、入力電源電圧が高いとき
でも、圧電トランス６の入力容量に蓄えられる電荷が一
定となり、次のような効果が生じる。すなわち、入力電
源電圧が高いときの、トランジスタ１２に印加する電圧
が低下すること等により、より耐圧と電流容量の小さい
トランジスタ１２を使用でき、蛍光管点灯装置２１の回
路規模を小さくし、コストダウンを図ることができる。
また、入力電源電圧が高いときの効率を改善し、入力電
源電圧が高いときのサージ電流を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による蛍光管点灯装置の構
成を示す回路ブロック図である。

【図２】（ａ）（ｂ）はＰＷＭインバータ制御回路の出
力波形を示す図である。

【図３】（ａ）（ｂ）はバースト調光制御回路の出力波
形を示す図である。

【図４】駆動回路の出力波形を示す図である。

【図５】同上の実施形態の一具体化構成例の回路ブロッ
ク図である。

【図６】本発明の別な実施形態による蛍光管点灯装置の
構成を示す回路ブロック図である。

【図７】同上の実施形態の一具体化構成例の回路ブロッ
ク図である。

【図８】従来例の圧電トランスインバータを示す回路ブ
ロック図である。

【図９】別な従来例の圧電トランスインバータを示す回
路ブロック図である。

【符号の説明】

２ＰＷＭインバータ制御回路３バースト調光制御回路４発振回路５駆動回路６圧電トランス７入力電源８周波数固定回路１１蛍光管２２位相差一定制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電圧を交流電圧に変換して圧電トラ
ンスを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を発振させる
発振回路と、一次側から入力した交流電圧を二次側へ出
力して負荷に印加するための圧電トランスと、前記駆動
回路に入力する直流電圧を駆動回路の発振周波数よりも
低い周波数で間欠的にオフにする平均電圧調整回路とを
備えた圧電トランスインバータにおいて、前記駆動回路に入力する直流電圧を前記駆動回路の発振
周波数よりも高い周波数でパルス幅変調制御することに
よって、前記平均電圧調整回路がオン時の平均電圧を一
定に保持する電圧制御手段を備え、前記発振回路は発振
周波数が固定されていることを特徴とする圧電トランス
インバータ。
【請求項２】前記発振回路の発振周波数と前記電圧制
御手段により保持される一定電圧値は、前記平均電圧調
整回路のデューティー比が１００％のときの負荷電圧又
は負荷電流が許容最大値となるように設定されているこ
とを特徴とする、請求項１に記載の圧電トランスインバ
ータ。
【請求項３】直流電圧を交流電圧に変換して圧電トラ
ンスを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を発振させる
発振回路と、一次側から入力した交流電圧を二次側へ出
力して負荷に印加するための圧電トランスと、前記駆動
回路に入力する直流電圧を駆動回路の発振周波数よりも
低い周波数で間欠的にオフにする平均電圧調整回路とを
備えた圧電トランスインバータにおいて、前記駆動回路に入力する直流電圧を前記駆動回路の発振
周波数よりも高い周波数でパルス幅変調制御することに
よって、前記平均電圧調整回路がオン時の平均電圧を一
定に保持する電圧制御回路と、前記圧電トランスの一次
側電圧と二次側電圧の位相差が一定となるように前記発
振回路の発振周波数を制御する位相差一定制御回路とを
備えた圧電トランスインバータ。
【請求項４】前記位相差一定制御回路により制御され
る位相差と前記電圧制御手段により保持される一定電圧
値は、前記平均電圧調整回路のデューティー比が１００
％のときの負荷電圧又は負荷電流が許容最大値となるよ
うに設定されていることを特徴とする、請求項３に記載
の圧電トランスインバータ。